一种废旧塑料无氧裂解系统的制作方法

1.本实用新型涉及塑料处理技术领域，尤其涉及一种废旧塑料无氧裂解系统。


背景技术：

2.随着塑料工业的迅速发展，塑料制品的应用也越来越广，塑料的大量应用造成了严重的环境污染，并沿着食物链富集影响到人类健康。目前针对塑料垃圾的处理方法主要有填埋法、焚烧法、再生利用法、降解法和热裂解法。填埋法虽然处理简单，但塑料分解时间很长且占据大量的土地，容易造成二次污染。焚烧法处理塑料会产生有害物质，对环境造成二次污染。再生利用法与降解法对塑料分类有很高的要求，成型物中易混入杂质，成本较高。热解法具有降解充分，对环境危害小和产物可再利用的优点，成为处理塑料的重要手段。
3.中国专利申请cn200710126111.7公开了一种废塑料连续裂解工艺及设备，但该装置结构复杂、能耗高、操作难度大、废气废固的排放处理量大。中国专利申请cn200810036702.x公开了一种混合型废塑料连续催化裂解生产燃油的方法，包括在360
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390℃下废塑料裂解，粗油加热汽化进入二级催化裂化改制流化床反应器，在温度390
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400℃下催化裂化，生产汽油柴油。
4.目前，针对废旧塑料热解，尤其是含其他杂质比较多的废旧塑料热解常见的问题有：废旧塑料在有氧、高温的环境下，会生成二噁英等强致癌物质；现有的塑料裂解设备一般采用夹套加热的无氧裂解工艺，换热效率较低，系统能耗较高；裂解气体中的氯或硫容易腐蚀设备，污染环境；裂解产生的焦油由于温度较低沉积在管道上，容易堵塞管道，影响系统的长期稳定运行。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种废旧塑料无氧裂解系统，从而有效地解决了现有技术存在的问题。
6.本实用新型提供了一种废旧塑料无氧裂解系统，该系统包括流化床，与流化床下部相连的进料管、与流化床上部相连的旋风装置，所述系统还包括燃烧室和除氧器，所述旋风装置顶部出来的管路包括第一支路和第二支路，所述第一支路为旋风装置出来的部分气体进入燃烧室、除氧器，所述第二支路为旋风装置出来的部分气体进入除氧器，所述除氧器与流化床底部相连。
7.在一个优选的实施方式中，所述旋风装置出来的管路还包括第三支路，所述第三支路用于充分回收利用剩余裂解气。
8.控制燃烧室的空燃比小于1。
9.在所述除氧器的入口和出口均设置氧含量监测器。
10.所述流化床底部设有布风板和排灰口，侧面设有回料口。
11.所述旋风装置下部设置管路，该管路与流化床侧面的回料口相连。
12.在所述旋风装置后设置脱氯装置，用于吸收气体中的氯，降低氯对设备的腐蚀和后续气体燃烧二噁英的生成。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
14.（1）本实用新型在无氧的条件下，实现烟气与物料直接换热，热效率高，整个废旧塑料处置过程中的能耗较低，且可以在低能耗下使流化床出口处的气体温度保持在较高的范围（>500℃），同时降低焦油含量；
15.（2）本实用新型通过控制燃烧室的空燃比和设置除氧器，进一步控制进入流化床中的氧气，避免二噁英等有害物质的产生。
16.下文将结合附图对本实用新型具体实施例进行详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
17.图1是本实用新型废旧塑料无氧裂解系统的结构示意图一；
18.图2是本实用新型废旧塑料无氧裂解系统的结构示意图二；
19.图3是本实用新型废旧塑料无氧裂解系统的结构示意图三。
具体实施方式
20.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
21.在本实用新型中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。“连接、相连”可以是两部件直接连在一起，也可以是通过中间部件将两个部件连在一起。术语“第一、第二、第三”仅用于避免指定部件之间的混淆，并不表示部件或部件之间的关系的顺序或重要性。
22.本技术中的无氧是指氧含量无限趋近于0（<0.5%）。废旧塑料为成分复杂的混合塑料，例如：造纸产业中的废旧塑料，垃圾分类后的废旧塑料。
23.请参阅图1，本实用新型提供一种废旧塑料无氧裂解系统，该系统包括流化床1，与流化床下部相连的进料管2、与流化床上部相连的旋风装置3，无氧裂解系统还包括燃烧室一4和除氧器5，所述旋风装置3顶部出来的管路包括第一支路31和第二支路32，所述第一支路为旋风装置出来的部分气体进入燃烧室一、除氧器，所述第二支路为旋风装置出来的部分气体进入除氧器，所述除氧器5与流化床1底部相连。第一支路和第二支路的气体在除氧器中汇合。
24.本实用新型采用直接加热无氧裂解技术使废旧塑料热解气化，形成裂解气，裂解气通过旋风装置后，至少进入两条支路，第一支路为部分气体进入燃烧室进行不完全燃烧，燃烧后的气体进入除氧器；第二支路为部分气体进入除氧器；两支路的气体在除氧器中汇合或在除氧器入口管路汇合，除氧器进一步消耗烟气中的氧气，获得的高温无氧烟气对流
化床中的废旧塑料进行直接加热，由于烟气无氧，废旧塑料在热解的过程中，不会产生二噁英等污染物；同时，由于直接加热热效率高，整个废旧塑料处置过程中的能耗会比较低，综合处理成本低，且可以在低能耗下，使流化床的出口处的气体温度保持在较高的范围（500℃以上），可以进一步减少裂解气中的焦油含量。
25.为了更好的将旋风装置分离后的气体引出，在燃烧室一和旋风装置之间设置引风机6。
26.如图2所示，第一支路和第二支路可以以另一种方式设置。即第一支路31’为旋风装置出来的部分气体进入燃烧室一、除氧器，所述第二支路32’为旋风装置出来的部分气体进入除氧器，第一支路和第二支路在进入除氧器之前的管路汇合，其余部件均相同，这里就不再赘述。
27.对于进料管与流化床的连接方式，当选择溜槽进料时，可将进料管与流化床倾斜连接；如果选择螺旋进料装置输送，则进料管与流化床水平连接。
28.优选地，在流化床中加入吸收剂。吸收剂的进料方式可以有多种。第一种方式为：可以和破碎后的废旧塑料混合从进料管进料；第二种方式为：额外增加吸收剂进料管，其与废旧塑料进料同步或平行加入；第三种方式为：可从流化床顶部添加吸收剂，该种方式可增加粉尘或未完全反应的废旧塑料在流化床中的停留时间。
29.对于氯含量高的原料，进一步在旋风装置后增加脱氯装置，该装置中装填固态吸收剂，确保后续管路的气体中的氯含量＜1%，不仅降低氯对设备的腐蚀，同时也避免气体在燃烧室燃烧生成二噁英。
30.除氧器中填充了可以消耗氧气的物质，该物质为：焦炭和/或炭粉，也可以为铁单质、铜单质等能够与氧气反应的金属单质中的一种或几种。例如除氧器中填充了单质铁，其与氧反应生成fe2o3或fe3o4，生成的氧化物经还原性气体还原可进一步循环利用。除氧器的温度范围为600
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1000℃。
31.为了更好的监测除氧器的除氧效果，在除氧器的入口和出口均设置氧含量监测器（未示出），以确保进入流化床的高温烟气中的实际氧含量＜0.5%。以图1为例，在除氧器5的入口处，即在第一支路31和第二支路32进入除氧器的位置设置氧含量监测器，除氧器出口处即除氧器左边位置设置氧含量监测器。以图2为例，在除氧器5的右、左两边管路上设置氧含量监测器。
32.如果除氧器出口处的氧含量监测器实际值高于阈值，则首先停止进料，调低燃烧室一中的空燃比，根据氧含量监测器判断氧含量是否合格。若仍不合格，则需要检查系统中管道接口以及动静密封处有无泄露，若问题仍存在，则考虑更换填料箱中的填料。
33.由于废旧塑料不断进料反应，裂解气含量愈来愈高，为了对产生的可燃气体进行充分回收，在旋风装置顶部出来的管路设置第三支路33。请参阅图3，第三支路33出来的裂解气进入燃烧室二，在燃烧室二进行充分燃烧，燃烧后的高温气体与锅炉进行热交换，进而为蒸汽机提供动力，经过换热后的气体进入除尘器除尘，最后进入烟囱排放。优选，在除尘器后设置引风机。除尘器可以为布袋除尘器、旋风除尘器、脉冲除尘器等。当然，第三支路出来的裂解气还可用于其他用途，例如发电或者其它化工用途。
34.为了减少第一支路中裂解气的氧含量并提高气体整体温度，设定燃烧室一的空燃比小于1。
35.为确保废旧塑料在流化床中的停留时间和废旧塑料充分气化裂解，在流化床底部设有布风板，通过控制进入流化床中的气体压力保证废旧塑料的整体流态化。在流化床下部，废旧塑料与气体直接接触，直接换热，使物料经过干燥、热解、气化等反应转化为裂解气。
36.由于流化床中的废旧塑料在反应过程中会产生固体废料，固体废料沉积在流化床下部，为了不影响废旧塑料的反应效率，因此在流化床下部设置排灰口。
37.旋风装置下部设置管路，该管路与流化床侧面的回料口相连。旋风装置下部分离出的固体物料包括炭粉，未完全裂解的物料、灰分等。将未反应完全的物料经旋风分离后筛选出来，重新送入流化床下部进行反应；炭粉也是一个还原性物质，炭粉送入流化床后，也会继续作为还原剂进行反应，c co2=2co，这样可以提高裂解气中的可燃气成分，即充分利用炭粉。
38.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。